| Project/Area Number |
22K06580
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
阿部 匡史 岡山大学, 総合技術部, 課長 (60423282)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 浩司 岡山大学, 医歯薬学域, 研究教授 (80325092)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | ダイナミン / 微小管 / アクチン / がん / 仮足 / 浸潤 / 走化 |
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| Outline of Research at the Start |
がん細胞は原発巣から移動し浸潤して他組織に転移する。がん細胞は、これら過程に必須な仮足を形成する。がん細胞の仮足の形成過程を理解し制御することは、病巣の拡大を防ぐがん治療法の開発に極めて重要と考えられる。我々は、がん細胞の仮足形成にアクチン及び微小管の再構成機構を見出した。ダイナミンは、細胞膜とアクチン、微小管と協奏的に結合し、仮足形成に寄与すると考えられる。本研究は、がん細胞の仮足形成過程におけるダイナミン-細胞膜-細胞骨格複合体の分子基盤を明らかにし、浸潤転移機構の全貌を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、がん細胞における仮足形成に必須なアクチン、微小管の再構成機構(ダイナミンクロスブリッジ)を明らかにすることである。引き続き、ダイナミン2とアクチン線維、微小管複合体の解析を行った。生理的イオン強度緩衝液中、ダイナミン2野生型とアクチン線維を混合すると、ダイナミン螺旋が形成され、そのリム部にアクチン線維が結合していることが高速原子間力顕微鏡（AFM）観察により判明した。さらに、本条件下、ダイナミン2単独では、ダイナミン螺旋を全く形成できなかった。これらの結果から、アクチン線維もしくは単量体アクチンがダイナミンと相互作用するとダイナミンの重合が促進される可能性が強く示唆された。そこで、ダイナミンが自己重合できるが単量体アクチンが重合できない低イオン強度条件にて、ダイナミン螺旋の形成を検討した。低イオン強度条件下、ダイナミンと単量体アクチンを混合したところ、アクチン線維を伴わない長いダイナミン螺旋が形成されることが、透過型電子顕微鏡観察からわかった。このダイナミン螺旋は、幅約50-60nmで生理的イオン強度条件下でダイナミン2とアクチン線維で形成される螺旋と同様の幅であった。さらに、プロリンリッチドメインを欠失したダイナミンは、螺旋状構造体を形成しなかった。よってアクチンはダイナミンのプロリンリッチドメインと相互作用していることが示唆された。現在、アクチン線維の伴わないダイナミン螺旋の性状解析を進めるとともに、本螺旋状重合体の構造を解明するため、クライオ電子顕微鏡観察にもちいるサンプルの最適条件を検討している。微小管に関しては、アクチンと混合した時様な構造体は観察できなかった。微小管はダイナミンが微小管に沿って重合する様式であり、アクチンのそれとは異なることが示唆される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究の過程で、ダイナミンがアクチンと相互作用し、その作用がダイナミン螺旋の形成に影響があることが判明した。これらの結果は、予期しない重要な結果であったことから、さらに、その性状解析、構造解析を進めた。計画書にある構造が新規なものである可能性がたかまった。今後、この構造体の性状、構造を、クライオ電子顕微鏡解析を踏まえて条件の最適化を行いつつ解析していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
以降、ダイナミンーアクチン複合体の性状、構造解析をすすめ、さらにクライオ電子顕微鏡観察に向けた条件の最適化を行なっていく。このよう に、アクチン線維束形成過程の解明を主体に、構造の面からもさらに解析を進めていく。
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